Temperaturreglerschaltung:Wie funktioniert sie?

Temperaturregelkreis

Steuerungsanwendungen bieten viele Projektideen. Aber in Wahrheit können Sie mit der richtigen Schaltung verschiedene Geräte und Geräte steuern. Vielleicht ist die Frage, auf die Sie Antworten benötigen, also:Was kann ich mit einem Temperaturreglerkreis machen?

Ein Temperaturregler kann viele Dinge tun, die über das Ein- und Ausschalten eines Thermostats hinausgehen.

Glücklicherweise führt Sie dieser Artikel durch den Aufbau eines Temperaturregelkreises und was Sie damit machen können.

Fangen wir an!

Was ist ein Temperaturregelgerät?

Wie der Name schon sagt, können Temperaturregelgeräte Heizungen oder andere Geräte basierend auf der Temperatur steuern, während sie mit Kälte oder Hitze umgehen.

Heizung

Sie können einen Temperaturschwellenwert festlegen und einen Temperaturregler so konfigurieren, dass er jedes angeschlossene Gerät ein- oder ausschaltet.

Außerdem bieten diese Geräte eine präzise und genaue Temperaturregelung bei der Arbeit in verschiedenen industriellen, privaten und sogar medizinischen Anwendungen.

Beispielsweise eignet sich ein Temperaturregelgerät perfekt für temperaturempfindliche Geräte wie Inkubatoren.

Wie funktioniert ein Temperaturreglerschalter?

Ein Temperaturregelschalter arbeitet nach einem eingestellten Wert (Temperaturschwelle). Interessanterweise misst es dazu die Umgebungsbedingungen oder das Gerät des Raums und vergleicht es mit dem Temperaturschwellenwert.

Dann verwendet der Temperaturregler die Differenz zwischen den beiden Werten, um die zu ergreifende Aktion zu bestimmen. Am Ende würde es entscheiden, ob das Gerät geheizt oder gekühlt werden muss.

Wenn das Gerät seine Berechnungen beendet, sendet es ein Ausgangsleistungssignal aus. Dieses Ausgangssignal führt die notwendigen Änderungen durch. Außerdem empfängt das letzte Steuerelement (Heizung, Lüfter oder andere Geräte) das Signal und kühlt oder heizt das angeschlossene Gerät.

Stellen Sie sich einen Ofen mit einer Heizung, einem Thermoelement und einer Steuerung vor, um besser zu verstehen, wie er funktioniert. Die Steuerung misst die Temperatur des Thermoelements des Ofens und vergleicht sie mit dem eingestellten Schwellenwert.

Ofen

Quelle:Wikimedia Commons

Außerdem berechnet die Steuerung, wie lange die Heizung laufen würde, um die Umgebungsbedingungen des Ofens aufrechtzuerhalten.

Temperaturregelkreis

Sie können verschiedene Temperierkreissysteme bauen wie:

• Temperaturgeregelte Relaisschaltung
• 555 Temperaturreglerschaltung
• Temperaturgesteuertes Relais mit Arduino
• Temperaturgesteuerter DC-Lüfter

Sehen wir uns nun an, wie man diese Schaltkreise herstellt und wie sie funktionieren.

Temperaturgesteuerter Relaisschaltkreis

Erstens haben wir diesen Temperaturregelkreis, der einfach zu umgehen ist. Es ist einer der am einfachsten zu erstellenden Temperaturkreisläufe, aber das macht es nicht zu einem weniger effektiven System. Kurz gesagt, es ist ziemlich praktisch für automatische Temperaturregelungsanwendungen.

Miniaturrelais

Dieser Temperaturregler steuert ein an den Stromkreis angeschlossenes Relais. Für diese Aufgabe wird ein LM35DZ-Einchip-Temperatursensor verwendet.

Wenn die Temperatur die Temperatureinstellungen überschreitet, beginnt das Relais zu arbeiten. Wenn die Temperatur jedoch unter den Punkt fällt, funktioniert das Relais nicht mehr.

Erforderliche Komponenten

• LM35DZ (IC1)
• TL431 (IC2)
• LM358 (1C3)
• D1-2:1N4148 Diode (2)
• D3-4:1N400X-Diode (2)
• Zenerdiode (13 V, 400 mW)
• PNP-Transistor (Q1)
• Trimmpoti voreingestellt:2,2k Temperaturschwelle
• Widerstände 1-6 (10k, 4,7M, 1,2K, 1K, 1K und 33Ω)
• C1- Keramik- oder Mylar-Kondensator (0,1 uF)
• C2- Elektrolytkondensator (470 uF oder 680 uF)
• Kleines Relais

Wie es funktioniert

Der Temperatursensor LM35DZ ist die zentrale Einheit dieser Schaltung. Es arbeitet mit der Celsius-Skala und verwendet eine Grad-zu-Volt-Umwandlung, um eine genaue Steuerung zu ermöglichen.

Außerdem ändert der LM35DZ seine Ausgangsspannung entsprechend der gemessenen Temperatur. Außerdem kann die maximale Temperatur irgendwo zwischen null Grad (0 V) und 100 Grad Celsius (1000 mV) liegen.

R3 (Widerstand) und VR1 (Voreinstellung) dieser Schaltung sind für die Temperatureinstellungen der Schaltung von 0 V bis 1,62 V verantwortlich. Zusätzlich verringert der Operationsverstärker die Referenzspannung, um eine Überlastung von VR1 und R3 zu verhindern.

Dann schaltet sich der Komparator ein und vergleicht die Ausgangsspannung des LM35DZ mit den Temperatureinstellungen. Es entscheidet auch, ob das Relais ein- oder ausgeschaltet werden muss.

Temperaturgesteuertes Relais mit Arduino

Diese Temperaturregelschaltung leistet hervorragende Arbeit bei der Steuerung von DC-Lüfterrelais. Der lustige Teil ist, dass die Schaltung ein Arduino-Board verwendet, das nicht auf einen DC-Lüfter beschränkt ist. So können Sie den DC-Lüfter gegen eine Glühbirne oder andere elektrische Geräte schalten.

Diese Schaltung schaltet den Lüfter oder das Gerät automatisch ein, wenn es die maximale Temperaturgrenze erreicht, und schaltet es aus, wenn es unterschritten wird.

Folgendes benötigen Sie für dieses Projekt:

• Temperatursensor (LM35)
• Arduino UNO
• 16 x 2 LCD (1)
• 9-Volt-Batterie (1)
• Relaismodul (1)
• Überbrückungsdrähte
• 9V/12V DC-Lüfter

Hier sind die notwendigen Schritte.

Schritt Eins:Stellen Sie Ihre Verbindungen her

Verwenden Sie die folgenden Schemata, um Ihre gesamte Hardware anzuschließen:

Arduino- und LCD-Anschlüsse

Relay-Verbindungen

DC-Lüfteranschluss

Schritt Zwei:Softwarezeit

Nachdem Sie Ihre Hardware eingerichtet haben, ist hier die Arduino-Skizze für den Softwareteil:

Arduino-Skizze

Quelle:Screenshot von Arduino

Jetzt haben Sie einen digitalen Temperatursensor, der mit Arduino erstellt wurde. Wenn Ihr Lüfter immer noch nicht funktioniert, überprüfen Sie die GND-Verbindungen des Arduino und der Batterie.

Wenn Sie nach dem Hochladen Ihres Codes nichts auf Ihrem LCD erhalten, ändern Sie auch das Potentiometer des LCD. Nehmen Sie dann weitere Anpassungen vor, bis das LCD reagiert.

Temperaturgesteuerter DC-Lüfter

Im Gegensatz zum Arduino-Projekt, das nur ein Gerät einschaltet, steuert diese Schaltung einen DC-Lüfter, um die Temperatur jedes daran angeschlossenen Geräts aufrechtzuerhalten.

Bürstenloser DC-Lüfter

Wie die anderen Projekte schaltet diese Schaltung den Lüfter ein, wenn die Kerntemperatur ihre Voreinstellungen überschreitet, und schaltet ihn aus, wenn sie niedriger wird. Es ist auch vollautomatisch.

Folgendes benötigen Sie für dieses Projekt:

• Thermistor (4,7 k NTC)
• Spannungskomparator (IC uA 741)
• Bürstenloser 12-V-DC-Lüfter (1)
• VR (500 K)
• 1N4007
• T1 (BD140)
• R1 (4.7K)
• R2 (47 Ω)

Wie es funktioniert

Die Schaltung verwendet einen NTC-Thermistor (Negativer Temperaturkoeffizient), der den Widerstand senkt, wenn die Temperatur steigt. Wenn sich der Stromkreis normalisiert, geht der Lüfter aus. Aber wenn es heißer wird und über den maximalen Temperaturpunkt hinausgeht, aktiviert es T1 im Stromkreis.

An diesem Punkt schaltet sich der DC-Lüfter ein, um die steigende Temperatur abzukühlen. Wenn alles wieder normal läuft, schaltet sich der Lüfter automatisch aus. Sie können auch elektrische Energie oder Batterien verwenden, um diese Schaltung mit Strom zu versorgen.

Hier sind die folgenden Schaltpläne, um beim Aufbau dieser Schaltung zu helfen:

Schaltpläne

555 Temperaturreglerkreis

Zusammen mit dem 555 IC arbeitet ein Thermistor-Widerstandsteiler.

555 IC

Mit dieser Schaltung müssen Sie keine Stromversorgung regulieren. Das Trennnetzwerk der Schaltung ist in der Lage, diese Aufgabe zu bewältigen. Außerdem enthält das Netzwerk einen einstellbaren Widerstand (R3) und Thermistoren (R4 und R5)

Wie es funktioniert

Wie beim vorherigen Projekt passiert etwas, wenn die Temperatur steigt oder sinkt. In diesem Fall aktiviert ein Temperaturabfall eine gesteuerte Heizung und einen Zeitzyklus.

Wenn die Kerntemperatur den Schwellenwert überschreitet, bevor der Zeitzyklus endet, schaltet der Schaltkreis die Heizung aus. Die Heizung bleibt jedoch aktiv, wenn sie aufgrund von Kälteeinwirkung nicht die maximale Temperatur erreicht.

Sie können die benötigten Komponenten erhalten und diese Schaltung bauen, indem Sie den folgenden Schemata folgen:

Schaltpläne

Letzte Worte

Ein Temperaturregelkreis ist eine großartige Möglichkeit, temperaturempfindliche Anwendungen automatisch zu steuern, ohne Ihren Komfort zu beeinträchtigen. Sie können sogar die verschiedenen Auswirkungen der Temperatur vermeiden.

Tatsächlich ist die Schaltung einfach zu bauen, benötigt keine teuren Teile und ähnelt einem Wärmesensor.

Was halten Sie also vom Aufbau eines Temperaturregelkreises? Wenn Sie Hilfe benötigen, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.